空调的工作原理

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中央空调系统的构成及工作原理

中央空调系统的组成如图1所示。

它主要由制冷机、冷却水循环系统、冷冻水循环系统、风机盘管系统和冷却塔组成。

各部分的作用及工作原理如下：

制冷机通过压缩机将制冷剂压缩成液态后送蒸发器中与冷冻水进行热交换，将冷冻水制冷，冷冻泵将

冷冻水送到各风机风口的冷却盘管中，由风机吹送达到降温的目的。经蒸发后的制冷剂在冷凝器中释放出

热量成气态，冷却泵将冷却水送到冷却塔上由水塔风机对其进行喷淋冷却，与大气之间进行热交换，将热

量散发到大气中去。

图1中央空调系统的组成

注：T为环境温度，即室外温度，四季不同，夏天可达35℃。

中央空调工作原理

户式中央空调--工作原理一户式中央空调的分类

☆风管机

一台定频室外机，一台定频室内机，通过风管把冷热风送至每个房间，可方便将室外新风引

入；对空气进行加湿等集中处理也较容易，是廉价的机器，设计合理每个房间的噪声仅增加

1～3分贝，卧室不必吊顶，每个房间在可高于主温控器设定的温度以上，对温度进行控制；

可以有一定比例的能量转移，达到节能及加快空调冷热速度的效果。

室内机局部噪声较大，根据现场不同的安装条件，实测在42～52分贝之间，对设计及安装

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要求很专业。

☆一拖多机组

(1)定频多联机

把分体空调集中到一个室外机中，最多一拖三里面有三台压缩机，冷媒系统各自独立；把明

装壁挂室内机改变成暗藏式；引进新风困难，是分体空调的一种变形，卧室内风机噪音由低

到高要增加7～14分贝，最高达50分贝。每个卧室需增加长1.2m以上，宽0.6m，高0.3

m的吊顶，另需设检修孔；每个内机都需有冷凝水排放的管路。

冷媒系统独立，但电路部分的有共用点；如发生外风机，外机温度探头、压力保护或电器局

部短路等故障时，整套机器将无法运行。

(2)定、变频一拖多

其中有1～2台变频压缩机或另加1台定频压缩机，电路上有射频干扰，对电脑有影响。检

修孔新风引入吊顶与冷凝水与多联机相同；对氟管的分支器要求设计合理；对上，下层共用

1台机器，管路要求更高；较易在全开启时出现末端内机效果太差的情况。

☆冷热水机

定频冷热水机或变频冷热水机

大型中央空调的缩小，冷凝器由水冷变成风冷；用水泵将冷热水送至风机盘管。引入新风、

检修孔、吊顶冷凝水排放、噪声指标与多联机相同。但又增加了冷热水管；由于温度差很大，

密封问题突出，出现漏水对装潢的破坏较大。另外大型中央空调蒸发器都定时清理和酸洗；

家用冷热水机对此还无良策，长期使用冷热交换器的效率将大打折扣。如能与中央水处理系

统相结合，可克服上述难点。

单独房间使用空调，其它房间风机盘管有冷热水管流过，也会产生能耗；现较流行采用电磁

水阀来关闭水路；除去造价上的因素外；还会使局部水流速过高，产生噪声的问题。

二.户式中央空调的工作原理

1．冷(热)水机组的基本工作过程是：室外的制冷机组对冷(热)媒水进行制冷降温(或加热升

温)，然后由水泵将降温后的冷媒(热)水输送到安装在室内的风机盘管机组中，由风机盘管机

组采取就地回风的方式与室内空气进行热交换实现对室内空气处理的目的。

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2．风管(道)式机组的基本工作过程是：供冷时，室外的制冷机组吸收来自室内机组的制冷

剂蒸气经压缩、冷凝后向各室内机组输送液体制冷剂。供热时，室外的制冷机组吸收来自冷

凝器的制冷剂蒸气经压缩后向各室内机组输送汽体制冷剂，室内机组通过布置在天花板上的

回风口将空气吸入，进行热交换后送入安装在室内各房间天花板中的风管(道)内，并通过出

风口上的散流器向室内各房间输送空气。在风管(道)上设计有新风门和排风门，可以按一定

比例置换空气，以保证室内空气的质量。

3．变频一拖多机组的基本工作过程是：供冷时，室外的制冷机组吸收来自室内机组的制冷

剂蒸气经压缩、冷凝后向各室内机组输送液体制冷剂。供热时，室外的制冷机组吸收来自冷

凝器的制冷剂蒸气经压缩后向各室内机组输送汽体制冷剂。各室内机组通过暗装的方式布置

在天花板上。通过其回风口将空气吸入，进行热交换后送入，再从送风口将处理后的空气采

取就地回风的方式送回室内。

机组在能量调节方式上由微电脑控制，室外机组的变频式压缩机根据室内冷热负荷的变化，

自动调节压缩机的工作状态，以满足室内冷热负荷的要求。

中央空调工作原理

空调制冷系统，主要是由制冷压缩机、冷凝器、蒸发器、和节流膨胀阀四个基本部

件组成。它们之间用管道依次连接，形成一个密闭的系统，制冷剂在系统中不断地循环流动，

发生状态变化与外界进行热量交换。

在制冷系统中蒸发器是输送冷量的设备；制冷剂在其中吸收水的热量，使其成为冷

冻水，以实现制冷；压缩机是心脏，起着吸入、压缩、输送制冷剂蒸汽的作用；冷凝器是放

出热量的设备，将制冷剂的热量一起传递给冷却水或空气带走；节流阀对制冷剂起节流降压

作用、同时控制和调节流入蒸发器中制冷剂液体的数量，并将系统分为高压侧和低压侧两大

部分。

中央空调原理包括：一、中央空调制冷原理：有压缩式、吸收式等，这里不再细述；二、中

央空调系统原理：有风系统工作原理、水系统工作原理、盘管系统工作原理等，简单介绍如

下：

1、中央空调原理的新风系统工作：

室外的新鲜空气受到风处理机的吸引进入风柜，并经过过滤降温除湿后由风道送入每个

房间，这时的新风不能满足室内的热湿负荷，仅能满足室内所需的新风量，随着室内风机盘

管处理室内空气热湿负荷的同时，多余出来的空气通过回风机按阀门的开启比例一部分排出

室外，一部分返回到进风口处以便再次循环利用。如图：

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2、中央空调原理的盘管系统工作：

室内的风机盘管工作时吸入一部分由风柜处理后的新风，再吸入一部分室内未处理的空

气经过工艺处理后，由风口送出能够吸收室内余热余湿的冷空气，使室内温度湿度达到所需

要的标准，如此循环工作。如图：

3、中央空调原理的风管积尘原因：

室外空气经中央空调处理时，由于大多数粗精效过滤网仅能过滤3um以上的悬浮颗粒

物，其微细颗粒物则随风直接进入风管，而风管内表面实际粗糙度远远高于微细颗粒物的大

小，因此，这些微细的颗粒物随着空气与风管内壁相互碰撞摩擦产生静电吸附越积越多，从

而导致风管内壁的粗糙度越来越大，灰尘粘附加速进行，如此长年累月形成较厚积尘。如图：

中央空调的工作原理

2009-01-0603:57:19来源:wx浏览量：68次字体：[大][中][小]

1、新风系统工作原理：

室外的新鲜空气受到风处理机的吸引进入风柜，并经过过滤降温除湿后由风道送入每个房

间，这时的新风不能满足室内的热湿负荷，仅能满足室内所需的新风量，随着室内风机盘管

处理室内空气热湿负荷的同时，多余出来的空气通过回风机按阀门的开启比例一部分排出室

外，一部分返回到进风口处以便再次循环利用（如图所示：）

2、盘管系统工作原理：

室内的风机盘管工作时吸入一部分由风柜处理后的新风，再吸入一部分室内未处理的空气经

过工艺处理后，由风口送出能够吸收室内余热余湿的冷空气，使室内温度湿度达到所需要的

标准，如此循环工作。（如图所示：）

3、中央空调风道内积尘的原因：

室外空气经中央空调处理时，由于大多数粗精效过滤网仅能过滤3um以上的悬浮颗粒物，

其微细颗粒物则随风直接进入风道，而风道内表面虽然看似光滑，但其实际粗糙度远远高于

微细颗粒物的大小，因此，这些微细的颗粒物随着空气滚动与风道内壁相互碰撞摩擦产生静

电吸附越积越多，从而导致风道内壁的粗糙度越来越大，灰尘粘附加速进行，如此长年累月

灰尘越积越厚最终形成较厚积尘。（如图所示：）

4、中央空调风道积尘带来的危害：

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A、滋生细菌，传染疾病：由于风道通过出风口、回风口与室内形成相对封闭空间，风道内

的灰尘（一般肉眼看不见）及病菌会随着空调风吹到房间各个角落，逐渐变成室内空气的污

染源；同时某一个房间的病菌也容易随着空调循环风吹到其他房间形成交叉感染。如：“非

典”期间国家卫生部命令停开室内所有无新风的中央空调，防止疫情传播。1976年美国费城

的军团菌大爆发，事后研究认定其传染源就是该市某会场内的中央空调。

B、风阻加大、损耗能源：空气在风道内流动，由于粘性及流体的相对运动，因而产生了内

摩擦力，空气在风道内流动过程中，就要克服这种阻力而消耗能量.

摩擦阻力表达式为：△Pm=λ*l/4Rs*ρυ2/2

公式中:

λ：摩擦阻力系数RS：风道水力半径

ι：风道长度ρ：空气密度

ν：风道内空气平均流速

风道在时间的推移和设备使用的年限增加中，它的表面会依附着大量的灰尘（悬浮微粒物）。

这使边壁形成的边界层发生破坏，即破坏了流体在风道内的层流状态。而形成了紊流状态，

增加了内摩擦力，使风力受阻、风机的负载增大，机组能力下降，对于设备使用寿命会降低，

增加能源的消耗。

国内外中央空调清洗行业现状：

a)国外发达国家中央空调清洗行业现状：国外发达国家由于很早以前便应用了众多的中央

空调系统，针对空气质量对人身健康危害，国外民众有比较深刻的认识（1976年美国费城

的军团菌大爆发，事后研究认定其传染源就是该市某会场内的中央空调。），国外卫生机构针

对本国中央空调环境中所造成的污染有较为完善的办法，并相继出台了较为严密的中央空调

使用及清洗法规，如：美国国家风管清洗协会制定的行业标准《暖通空调系统的评估、清洗

和修复标准》（ACR2002版）和日本制定的《日本风道清洗协会技术标准》（1990版）。同

时国外发达国家已具备先进的中央空调风管清洗设备和较为完善的清扫工艺，目前发达国家

均成立有中央空调风管清洗协会，并已形成为一个完整的行业。

b)国内中央空调清洗行业现状：据介绍我国有超过500万个各类中央空调清洗保养，一些

中央空调运行了20年以上却从未清洗，而国家相关机构目前尚未出台有关清洗法规（目前

中国标准化研究院及卫生部已起草了《中国空调通风系统清洗规范》讨论稿，估计该文件于

2004年4月份正式执行）。随着我国经济的发展人们普遍对室内空气质量所带来的危害越来

越重视，尤其是前段时期“非典“疫情的传播，已使人们对中央空调给人们带来的疾病隐患有

了相当的认识，预计未来一年中随着国家强制性法令的出台，风管清洗行业将成为中国一个

新兴的发展行业

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户式中央空调--工作原理一户式中央空调的分类

☆风管机

一台定频室外机，一台定频室内机，通过风管把冷热风送至每个房间，可方便将室外新风引

入；对空气进行加湿等集中处理也较容易，是廉价的机器，设计合理每个房间的噪声仅增加

1～3分贝，卧室不必吊顶，每个房间在可高于主温控器设定的温度以上，对温度进行控制；

可以有一定比例的能量转移，达到节能及加快空调冷热速度的效果。

室内机局部噪声较大，根据现场不同的安装条件，实测在42～52分贝之间，对设计及安装

要求很专业。

☆一拖多机组

(1)定频多联机

把分体空调集中到一个室外机中，最多一拖三里面有三台压缩机，冷媒系统各自独立；把明

装壁挂室内机改变成暗藏式；引进新风困难，是分体空调的一种变形，卧室内风机噪音由低

到高要增加7～14分贝，最高达50分贝。每个卧室需增加长1.2m以上，宽0.6m，高0.3m

的吊顶，另需设检修孔；每个内机都需有冷凝水排放的管路。

冷媒系统独立，但电路部分的有共用点；如发生外风机，外机温度探头、压力保护或电器局

部短路等故障时，整套机器将无法运行。

(2)定、变频一拖多

其中有1～2台变频压缩机或另加1台定频压缩机，电路上有射频干扰，对电脑有影响。检

修孔新风引入吊顶与冷凝水与多联机相同；对氟管的分支器要求设计合理；对上，下层共用

1台机器，管路要求更高；较易在全开启时出现末端内机效果太差的情况。

☆冷热水机

定频冷热水机或变频冷热水机

大型中央空调的缩小，冷凝器由水冷变成风冷；用水泵将冷热水送至风机盘管。引入新风、

检修孔、吊顶冷凝水排放、噪声指标与多联机相同。但又增加了冷热水管；由于温度差很大，

密封问题突出，出现漏水对装潢的破坏较大。另外大型中央空调蒸发器都定时清理和酸洗；

家用冷热水机对此还无良策，长期使用冷热交换器的效率将大打折扣。如能与中央水处理系

统相结合，可克服上述难点。

单独房间使用空调，其它房间风机盘管有冷热水管流过，也会产生能耗；现较流行采用电磁

水阀来关闭水路；除去造价上的因素外；还会使局部水流速过高，产生噪声的问题。

二.户式中央空调的工作原理

1．冷(热)水机组的基本工作过程是：室外的制冷机组对冷(热)媒水进行制冷降温(或加热升

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温)，然后由水泵将降温后的冷媒(热)水输送到安装在室内的风机盘管机组中，由风机盘管机

组采取就地回风的方式与室内空气进行热交换实现对室内空气处理的目的。

2．风管(道)式机组的基本工作过程是：供冷时，室外的制冷机组吸收来自室内机组的制冷

剂蒸气经压缩、冷凝后向各室内机组输送液体制冷剂。供热时，室外的制冷机组吸收来自冷

凝器的制冷剂蒸气经压缩后向各室内机组输送汽体制冷剂，室内机组通过布置在天花板上的

回风口将空气吸入，进行热交换后送入安装在室内各房间天花板中的风管(道)内，并通过出

风口上的散流器向室内各房间输送空气。在风管(道)上设计有新风门和排风门，可以按一定

比例置换空气，以保证室内空气的质量。

3．变频一拖多机组的基本工作过程是：供冷时，室外的制冷机组吸收来自室内机组的制冷

剂蒸气经压缩、冷凝后向各室内机组输送液体制冷剂。供热时，室外的制冷机组吸收来自冷

凝器的制冷剂蒸气经压缩后向各室内机组输送汽体制冷剂。各室内机组通过暗装的方式布置

在天花板上。通过其回风口将空气吸入，进行热交换后送入，再从送风口将处理后的空气采

取就地回风的方式送回室内。

机组在能量调节方式上由微电脑控制，室外机组的变频式压缩机根据室内冷热负荷的变化，

自动调节压缩机的工作状态，以满足室内冷热负荷的要求。

中央空调五大清洗步骤：

杀菌灭藻：通过向循环系统加入杀菌药剂，清除循环水中的各种细菌和藻类。

粘泥剥离：加入剥离剂，将管道内的生物粘泥剥离脱落，通过循环将粘泥清洗

出来。

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化学清洗：加入化学清洗剂、分散剂、将管道系统内的浮锈、垢、油污清洗下

来，分散排出，还原成清洁的金属表面。

表面预膜：投入预膜药剂，在金属表面形成致密的聚合高分子保护膜，以起防

蚀作用。

日常养护：加入缓蚀剂，避免金属生锈，同时加入阻垢剂，通过综合作用，防

止钙镁离子结晶沉淀。并定期抽验，监控水质。

中央空调清洗五大明显效果：有效保护设备、延长使用寿命：可以除

锈防锈，避免设备腐蚀损坏，特别是经预防处理后，使设备使用寿命延长，投入

缓蚀剂后可使腐蚀速度下降90%。

减少事故发生、改善制冷效果：可杀菌灭藻、去除污泥，使管道畅通、水质清

澈，同时防垢，提高冷凝器、蒸发器的热交换效率，从而避免高压运行、超压停

机现象，提高冷冻水的流量，改善制冷效果，使系统安全高效运行。

节约用电、用水、燃料等能源：除去水垢和阻止水垢的形成，提高热交换效率，

从而减少电能和燃料的消耗，而且水处理还可减少排污，从而提高循环水利用率，

一般可节约用水60%以上。

为用户节约大量日常维修费用：未经处理的中央空调，则会出现管道堵塞、结

垢、腐蚀超压停机直至发生事故，如主机因腐蚀泄漏、溶液污染，则需更换铜管，

更换溶液，维修主机，一般需维修费10～30万元。而经过处理后，既可减少维

修费用，又可延长设备使用寿命，还能为业主减少几十万甚至几百万的损失。符

合国家卫生健康及环保要求：空调系统所供应的冷暖气清新、优质，有利于使用

者的身体健康；

如何鉴别水处理的效果

循环水系统的三大危害是结垢、腐蚀、微生物菌藻，鉴别水处理服务效果的

优劣也是根据这三方面进行。《工业循环冷却水处理设计规范》（GB50050-95）

给出了几项指标：

敞开式系统的污垢热阻值为：1.72×10-4—3.44×10-4m2K/W

密闭式系统的污垢热阻值小于：0.86×10-4m2K/W

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碳钢管壁的腐蚀率小于0.125㎜/a

铜、铜合金和不锈钢管壁的腐蚀率小于0.005㎜/a

敞开式系统循环冷却水中异养菌数小于5×105个/ml；粘泥量小4ml/m³

循环水系统应由水处理公司定期给出水质分析报告，根据投加的水处理药剂

和各地水质的不同，有相应的参考指标，用户可以根据水质分析报告初步判断水

处理效果，同时可以采用对冷媒水进行泡片试验和对冷媒水、冷却水进行挂片方

式进行现场监测。

在中央空调上，应该适当地调整中央空调的温度，把室内温度控制在26℃以上，据统计，

室内温度每提高1℃，中央空调可节能约8%的能耗。